Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Tepelné čerpadlo je zařízení navržené k zajištění nízkých nákladů na vytápění. Čerpadla shromažďují teplo z okolí - země, voda nebo vzduch - a dodávají je do ústředního vytápění a instalace teplé užitkové vody, ohřívání vody, případně do ventilačního systému, ohřívání vzduchu vháněného do místností. Pro uživatele je nejdůležitější výhodou čerpadel nízké provozní náklady - utratíme více za investice, ale ušetříme náklady na vytápění.

Druhy tepelných čerpadel

Ty, které se nejčastěji používají pro vytápění domácností, lze klasifikovat v závislosti na způsobu získávání tepla a jeho přenosu do místností pro zařízení typu:

  • solanka / voda - shromažďují teplo ze země pomocí tepelného výměníku země, ve kterém cirkuluje těžce mrznoucí roztok glykolu (nazývaný solanka), zprostředkující výměnu tepla mezi zemí a provozním médiem čerpadla. Teplo z kondenzátoru ohřívá vodu přivádějící systém ústředního topení;
  • přímé odpařování / voda - zemní tepelný výměník je současně výparníkem čerpadla, takže v potrubích položených v zemi cirkuluje pracovní médium, které se v nich odpařuje. Odstraněním roztoku glykolu a dalšího zprostředkovatele výměny tepla při výměně tepla se dosáhne vyšší účinnosti systému. Teplo z kondenzátoru ohřívá vodu přivádějící systém ústředního topení;
  • přímé odpařování / přímá kondenzace - zemní tepelný výměník je současně výparníkem čerpadla a topný systém (vodní podlahové vytápění) je kondenzátor. Ani zemní výměník tepla, ani topný systém nemají médium, které zprostředkovává výměnu tepla, díky čemuž je účinnost tohoto čerpadla největší;
  • voda / voda - výparník čerpadla je ohříván vodou ze studny, řeky nebo jezera. Teplo z kondenzátoru ohřívá vodu přivádějící systém ústředního topení;
  • vzduch / voda - výparník čerpadla je ohříván vzduchem. Teplo z kondenzátoru ohřívá vodu přivádějící systém ústředního topení;
  • vzduch / vzduch - výparník čerpadla je ohříván vzduchem. Teplo z kondenzátoru ohřívá vzduch přiváděný do místností;
  • voda / vzduch - výparník čerpadla je ohříván vodou. Teplo z kondenzátoru ohřívá vzduch přiváděný do místností.

Faktor topného výkonu (COP)

Účinnost tepelného čerpadla je prokázána faktorem účinnosti vytápění (COP). Je to poměr množství tepla získaného v kondenzátoru čerpadla k spotřebované hnací energii. Závisí to nejen na konstrukci čerpadla, ale především na teplotě, která má být získána v přijímači tepla (topný systém), a teplotě zdroje, ze kterého čerpadlo čerpá teplo. COP = 4 znamená, že získáme 4 kWh tepla za každou kilowatthodinu elektřiny použité k pohonu čerpadla. Tento faktor udaný výrobci zařízení informuje o účinnosti vyskytující se ve specifických podmínkách - při dolních a horních hodnotách teploty zdroje tepla uvedených v normě. V praxi se tyto podmínky mění as nimi i účinnost. Pro odhad nákladů na vytápění tepelným čerpadlem je užitečnější poměr sezónní účinnosti tepelného čerpadla SPF, který určuje poměr množství energie dodávané tepelným čerpadlem k celkové spotřebě během celé topné sezóny.

S jakou instalací tepelné čerpadlo pracuje?

Tepelné čerpadlo může, jako kotel, napájet běžné ohřívače. Avšak vzhledem k nižší teplotě přívodu musí být jejich topná plocha odpovídajícím způsobem větší než při práci s konvenčním zdrojem tepla. To může někdy způsobit problémy při hledání místa. Jejich cena bude také odpovídajícím způsobem vyšší. Místo podlahového vytápění pro spolupráci s tepelným čerpadlem je velmi dobrý jiný typ nízkoteplotního vytápění - nástěnné vytápění pomocí trubek s vodou zabudovanou do omítky. Tato instalace je poměrně drahá, ale když porovnáte její cenu s cenou velmi velkých radiátorů přizpůsobených teplotě přívodu 35 ° C, může být výběr výhodný. Pro zásobování nízkoteplotním ohřevem tepelným čerpadlem není zapotřebí žádný další míchací systém, protože voda se okamžitě zahřívá na vhodnou, ne příliš vysokou teplotu.

Spolupráce tepelného čerpadla se stávajícím zařízením ústředního topení

Ve starých domech se obvykle zabýváme instalací ústředního topení radiátorů přizpůsobených topným parametrům kotelny na uhlí. Radiátory mají nadměrné vyhřívací plochy a potrubí mají velké průměry. Tato situace napomáhá využití stávajícího topného systému pro vytápění tepelným čerpadlem. Pokud byly stěny v takto vytápěné budově izolovány a okna byla vyměněna, snížila se potřeba tepla na pokrytí ztrát přes příčky a větrání místností přibližně o 50%. Topná plocha radiátorů proto obvykle postačuje k zajištění požadované vnitřní teploty při parametrech topné vody dosažených tepelným čerpadlem. Problémem však může být technický stav radiátorů a vodního kamene způsobený častým sezónním vypouštěním a doplňováním vody v důsledku netěsností systému (což bylo ve starých instalacích obvyklé). Ve většině budov postavených po roce 1990 se liší. Mají dostatečnou tepelnou izolaci a jejich radiátorová zařízení jsou přizpůsobena provozním parametrům ropných nebo plynových kotlů, mají malou vodní kapacitu, potrubí s malým průměrem a termostatické ventily. Nejsou připraveni k napájení tepelnými čerpadly.

Tepelná čerpadla země, vody a vzduchu

Princip činnosti tepelného čerpadla

Jak je možné, že čerpadlo dodává horkou vodu do topného systému nebo fouká teplý vzduch do místností, pokud je jeho zdrojem voda, zemina nebo vzduch s teplotou mírně nad 0 ° C?

Abychom tomu porozuměli, sledujme, co přesně se děje během tepelných čerpadel solanka / voda nebo voda / voda. Solanka ze zemního tepelného výměníku nebo voda ze vstupní studny (v čerpadlech voda / voda) proudí do výparníku čerpadla. Jeho teplota je 5-10 ° C, protože to je maximum, když je půda pod 1, 5 m nebo podzemní voda v zimě.

Pro provoz čerpadla je nutné odpařit pracovní médium cirkulující ve vnitřní cirkulaci čerpadla. Musí se tedy jednat o kapalinu, která se odpařuje (vaří) při teplotě nižší než 5 ° C. V důsledku výměny tepla s pracovním médiem teplota solanky z zemního tepelného výměníku nebo voda ze studny klesá o 2-3 ° C. Chlazená solanka proudí zpět do zemního výměníku tepla, voda je vypouštěna do vypouštěcí studny. Pracovní médium, které se odpařilo díky teplu přijímanému solným roztokem nebo vodou, jde do kompresoru. Tam, v důsledku komprese (tj. Zvýšení tlaku), její teplota stoupne na několik desítek ° C. To je místo, kde je do systému dodávána energie (elektřina pro pohon kompresoru). Teplota pracovního média se také zvyšuje v důsledku skutečnosti, že část této energie je přeměněna na teplo v důsledku tření mezi součástmi kompresoru. Již ve formě páry jde pracovní médium do druhého výměníku - kondenzátoru. Tam ohřívá vodu z topného systému (až do maxima 60 ° C) a kondenzuje při uvolňování tepla. Jeho teplota klesá o několik ° C. Již jako kapalina jde do expanzního ventilu, ve kterém expanduje, v důsledku čehož jeho teplota výrazně klesá. Z ventilu proudí chladivo zpět do výparníku a cyklus se opakuje.

Náklady na vytápění

Níže uvedená tabulka uvádí náklady na vytápění různými zdroji tepla. Měly by se považovat za přibližné, protože jsou ovlivněny kolísáním cen pohonných hmot, rozdíly v poplatcích za elektřinu a plyn v závislosti na místě bydliště a účinnosti topného zařízení. Zejména tato částka může mít významný dopad na náklady.

Pro všechna srovnání se obvykle používá maximální účinnost dosažená zařízeními. Mezitím se v praxi stává, že je dokonce o několik desítek procent nižší, a to samozřejmě zvyšuje výrobu tepla o několik desítek procent dražší! Účinnost kotlů je ovlivněna kvalitou paliva. V případě plynu a ropy je regulován, takže lze mít za to, že odchylky účinnosti od hodnoty poskytnuté výrobci jsou malé. Předpokládali jsme, že účinnost modelové kotelny je 90% pro plynové a olejové kotle a 105% pro plynové kondenzační kotle. Kvalita uhlí nebo pelet se liší, hodně záleží také na dovednosti kuřáka, takže musíte být o opatrnější, pokud jde o účinnost dosaženou kotly na tato paliva. Předpokládali jsme, že to je 70%, respektive 80% (to vyžaduje velkou péči o čistotu kotle). Účinnost elektrických zařízení však byla 100%, což - jak vidíte - moc nepomohlo, protože vytápění s nimi je nejdražší.

Faktor účinnosti tepelných čerpadel COP (ekvivalent účinnosti kotlů) závisí na teplotě média, ze kterého je teplo odváděno - zem nebo vzduch. Jeho hodnoty je obtížné předvídat (je nestabilní zejména v případě vzduchu). V závislosti na počasí se COP v každé topné sezóně mírně liší. Rozhodli jsme se příliš nezvýhodňovat tepelná čerpadla a pro výpočty jsme přijali COP 3.7 - když je zdrojem tepla půda a 2 - když je to vzduch (někteří předpokládají, že je to dokonce 5, respektive 3, což je v praxi velmi vzácné). Takových koeficientů pro celou topnou sezónu je stále obtížné dosáhnout, když se používají zařízení dostupná za mírnou cenu. U pozemních čerpadel vyžadují dokonalý instalační výkon a pro vzduchová čerpadla - také ne příliš drsná zima.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Topení